(57)【要約】【課題】アルミニウム合金鋳物で構成される衝撃吸収部材において、薄肉部と厚肉部を、前後方向で交互に複数設けつつも、衝撃吸収時には確実に先端側から順々に変形していき、所望の変形挙動を確実に得ることができる衝撃吸収部材を提供すること。【解決手段】クラッシュカン１の変形本体部３は、前後方向に延びる略円筒形状に形成されて、取付フランジ２側である基端側を大径として、反対側である先端側を小径とした略テーパ形状に形成されている。略テーパ形状の傾斜角αは約５°〜１５°程度に設定されており、先端側から基端側へ徐々に直径が大きくなるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体骨格部材と車幅方向に延びるバンパーレインフォースメントとの間に設置され、前記車体骨格部材に取り付けられる取付フランジと、該取付フランジから前記パンパーレインフォースメントに向かって車両前後方向に延びる略筒形状の変形本体部とを、アルミニウム合金鋳物によって一体成形した衝撃吸収部材であって、
前記変形本体部には、厚肉部と、該厚肉部よりも厚みが薄くて変形しやすく構成された薄肉部とが車両前後方向に沿って交互に位置する変形制御部を形成して、
前記変形本体部を、車体骨格部材側からバンパーレインフォースメント側に向かって小径となる略テーパ形状とした
ことを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項２】
請求項１記載の衝撃吸収部材において、
前記変形本体部のバンパーレインフォースメント側に、前記厚肉部よりも薄肉となった拡張変形促進部を形成したことを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の衝撃吸収部材において、
前記変形本体部のバンパーレインフォースメント側の端部に、該端部を封鎖する蓋面部を形成したことを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の衝撃吸収部材において、
前記変形制御部の厚肉部と薄肉部が、前記変形本体部の平坦な内周面と、車両前後方向に並んだ複数の環状の凸部を備える断面波状の外周面とによって形成されることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の衝撃吸収部材において、
前記変形制御部の厚肉部と薄肉部が、前記変形本体部において各々車体骨格部材側からバンパーレインフォースメント側に向かって段差状に小径となる段テーパ内周面及び段テーパ外周面の各段差部を車両前後方向にずらすことによって形成されることを特徴とする衝撃吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンパーレインフォースメントとフロントサイドフレーム等の車体骨格部材との間に配置される衝撃吸収部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の車体構造においては、乗員の安全性を高めるために、クラッシュカン又はクラッシュボックスといった衝撃吸収部材が採用されている。この衝撃吸収部材は、通常バンパーレインフォースメントとフロントサイドフレーム等の車体骨格部材（その他にリアサイドフレーム、サスペンションクロスメンバー、エンジンサポートメンバー、シュラウドメンバー等）のとの間に配置され、バンパーレインフォースメントから一定の衝突荷重が作用すると自ら座屈変形等することで、衝撃エネルギーを吸収するように構成されている。
【０００３】
この衝撃吸収部材には、様々なものが提案されており、鉄板をボックス状にプレス成形してビード等をきっかけに座屈変形するように構成したもの、円筒パイプを複数並べてビード等をきっかけに座屈変形するように構成したもの、また、鉄板をハニカム形状に組み合わせて亀裂進展等の変形で衝撃エネルギーを吸収するように構成したもの等が提案されている。
【０００４】
しかし、いずれの構造も、フロントサイドフレーム等に固定するための取付フランジを衝撃吸収部と別部材で構成する必要があるため、どうしても部品点数が複数になり、溶接工程が必要となって、生産コストを低減できないという問題があった。
【０００５】
そこで、下記特許文献１記載の衝撃吸収部材が提案されている。この衝撃吸収部材は、アルミニウム合金の鋳造成形によって衝撃吸収部材を構成したものである。このようにアルミニウム合金の鋳物によって衝撃吸収部材を構成することで、当然、取付フランジを含めて衝撃吸収部材を一部材で成形できるため、生産コストを大幅に低減できる。
【０００６】
そして、この特許文献１の衝撃吸収部材の実施の形態３や４では、衝撃エネルギーを吸収する中空部の肉厚を、前後方向で部分的に変化するように構成しているため、変形挙動を安定させることができる。すなわち、この衝撃吸収部材では、中空部に肉厚の薄い所（薄肉部）と厚い所（厚肉部）を設定することで、薄肉部が変形の起点となって、座屈変形が生じるため、変形挙動が安定するのである。これにより、この特許文献１の衝撃吸収部材によると、衝撃エネルギーの吸収量を確実に確保することができる。
【０００７】
また、この衝撃吸収部材によると、アルミニウム合金という軽金属で構成されているために、自動車重量の軽量化にも寄与させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３９２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、特許文献１の衝撃吸収部材によると、アルミニウム合金鋳物で構成されるため、生産コストを低減でき、また自動車の軽量化にも寄与させることができる。しかし、アルミニウム合金で成形されているため、衝撃吸収部材自体が変形しやすいという素材特性がある。こうしたことから、例えば、特許文献１の実施の形態３や４のように、中空部の内径が先端側から基端側まで同径である場合には、適切な座屈変形が生じず、所望の変形挙動が得られないおそれがある。
【００１０】
すなわち、中空部の内径が同じで、薄肉部と厚肉部とが交互に設けられたものでは、同径の薄肉部が前後に複数設けられることになるので、全ての薄肉部に伝達される「単位面積当たりの荷重」が同じとなり、衝撃吸収時に全ての薄肉部が「ほぼ同時」に変形してしまう可能性があり、中空部が先端側から順々に変形して蛇腹状に座屈変形していくという所望の変形挙動が得られない可能性が高いのである。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アルミニウム合金鋳物で構成される衝撃吸収部材において、薄肉部と厚肉部を、前後方向で交互に複数設けつつも、衝撃吸収時には確実に先端側から順々に変形していき、所望の変形挙動を確実に得ることができる衝撃吸収部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、第１の発明は、車体骨格部材と車幅方向に延びるバンパーレインフォースメントとの間に設置され、前記車体骨格部材に取り付けられる取付フランジと、該取付フランジから前記パンパーレインフォースメントに向かって車両前後方向に延びる略筒形状の変形本体部とを、アルミニウム合金鋳物によって一体成形した衝撃吸収部材であって、前記変形本体部には、厚肉部と、該厚肉部よりも厚みが薄くて変形しやすく構成された薄肉部とが車両前後方向に沿って交互に位置する変形制御部を形成して、前記変形本体部を、車体骨格部材側からバンパーレインフォースメント側に向かって小径となる略テーパ形状としたことを特徴とするものである。
【００１３】
第１の発明によると、衝撃吸収部材の変形本体部が、バンパーレインフォースメント側すなわち「先端側」を小径として、車体骨格部材側すなわち「基端側」を大径とする略テーパ形状に成形されるため、変形本体部の基端側の方が先端側よりも径が大きくなり、荷重伝達時において荷重分散が生じて「単位面積当たり伝達荷重」（以下、「単位荷重」という。）が小さくなる。
【００１４】
このため、変形制御部の薄肉部においても、基端側の薄肉部の方が先端側の薄肉部よりも「単位荷重」が小さくなり、変形しにくくなる。一方、先端側の薄肉部は相対的に「単位荷重」が大きくなるため、変形しやすくなる。
【００１５】
よって、第１の発明では、変形本体部にバンパーレインフォースメント側（先端側）から衝突荷重から入力された際には、基端側の薄肉部よりも先に先端側の薄肉部から変形を開始するため、先端側の薄肉部から順々に変形して、変形制御部が蛇腹状に綺麗に座屈変形するという所望の変形挙動を得ることができる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、前記変形本体部のバンパーレインフォースメント側に、前記厚肉部よりも薄肉となった拡張変形促進部を形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
第２の発明によると、変形本体部のバンパーレインフォースメント側、すなわち「先端側」に、容易に変形する薄肉の拡張変形促進部を設けたため、衝撃吸収時の初期に、変形本体部の先端が確実に径外方側に拡張変形する。
【００１８】
このため、衝撃吸収時における、初期の車体骨格部材側（基端側）への急激なエネルギー伝達を抑えることができる。また、拡張変形促進部は、一定の形状で変形するため、それに続く変形制御部にも、安定した変形挙動を生じさせることができ、確実に座屈変形を生じさせることができる。
【００１９】
よって、第２の発明では、拡張変形促進部を設けたことで、衝撃吸収時における初期のエネルギー伝達量のピークを抑えることができ、また、拡張変形促進部が一定の形状で変形することで、変形本体部に確実に所望の変形挙動を生じさせることができる。
【００２０】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記変形本体部のバンパーレインフォースメント側の端部に、該端部を封鎖する蓋面部を形成したことを特徴とするものである。
【００２１】
第３の発明によると、蓋面部で、変形本体部のバンパーレインフォースメント側の端部が封鎖されるため、衝撃吸収時の変形本体部の変形挙動がより安定する。すなわち、変形本体部の先端側端部が開放していないため、先端側端部に口開き変形等の不安定な変形が発生することがなく、変形挙動をより安定させることができるのである。
【００２２】
よって、第３の発明によると、より確実に、変形本体部に所望の変形挙動を生じさせることができる。
【００２３】
第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれか１つにおいて、前記変形制御部の厚肉部と薄肉部が、前記変形本体部の平坦な内周面と、車両前後方向に並んだ複数の環状の凸部を備える断面波状の外周面とによって形成されることを特徴とするものである。
【００２４】
第４の発明によると、変形制御部の厚肉部と薄肉部が、変形本体部の平坦な内周面と、複数の環状の凸部を備える断面波状の外周面とで形成されるため、変形本体部に厚肉部と薄肉部がはっきりと区分けて形成される。このため、衝撃吸収時には、薄肉部が確実に大きく変形する一方、厚肉部が「節」のようになって、変形せずに径方向の位置を保持することになる。
【００２５】
よって、第４の発明では、衝撃吸収時における変形本体部の変形挙動が、理想的な蛇腹状の座屈変形となり、変形本体部に所望の衝撃エネルギーを吸収させることができる。
【００２６】
第５の発明は、第１乃至第３の発明いずれか１つにおいて、前記変形制御部の厚肉部と薄肉部が、前記変形本体部において各々車体骨格部材側からバンパーレインフォースメント側に向かって段差状に小径となる段テーパ内周面及び段テーパ外周面の各段差部を車両前後方向にずらすことによって形成されることを特徴とするものである。
【００２７】
第５の発明によると、変形制御部の厚肉部と薄肉部が、変形本体部において各々車体骨格部材側からバンパーレインフォースメント側に向かって段差状に小径となる段テーパ内周面及び段テーパ外周面の各段差部を、車両前後方向にずらすことで形成されることで、スライド中子を用いることなく、固定型と移動型で衝撃吸収部材を鋳型成形することができる。
【００２８】
よって、第５の発明では、生産コストをさらに低減して衝撃吸収部材を製造することができつつも、変形本体部に所望の衝撃エネルギーを吸収させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本願発明によれば、変形本体部にバンパーレインフォースメント側（先端側）から衝突荷重から入力された際には、基端側の薄肉部よりも先に先端側の薄肉部から変形を開始するため、先端側の薄肉部から順々に変形して、変形制御部が蛇腹状に座屈変形するという所望の変形挙動を得ることができる。
【００３０】
よって、アルミニウム合金鋳物で構成される衝撃吸収部材において、薄肉部と厚肉部を、前後方向で交互に複数設けつつも、衝撃吸収時には確実に先端側から順々に変形していき、所望の変形挙動を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態１に係る衝撃吸収部材の前方斜視図である。
【図２】実施形態１に係る衝撃吸収部材の一部断面の側面図である。
【図３】（ａ）は実施形態１に係る衝撃吸収部材の前方正面図、（ｂ）は後方背面図である。
【図４】実施形態１に係る衝撃吸収部材を製造するダイカストマシンの簡略図である。
【図５】実施形態１に係る衝撃吸収部材の衝撃吸収時の変形挙動を示した後方斜視図で、（ａ）は衝撃吸収前の形状、（ｂ）は衝撃吸収途中の形状、（ｃ）は衝撃吸収後の形状を示した図である。
【図６】実施形態２に係る衝撃吸収部材の前方斜視図である。
【図７】（ａ）は実施形態２に係る衝撃吸収部材の一部断面の側面図、（ｂ）は（ａ）のＤｅで示された断面部分の詳細図である。
【図８】（ａ）は実施形態２に係る衝撃吸収部材の前方正面図、（ｂ）は後方背面図である。
【図９】実施形態２に係る衝撃吸収部材を製造するダイカストマシンの簡略図である。
【図１０】実施形態２に係る衝撃吸収部材の衝撃吸収時の変形挙動を示した後方斜視図で、（ａ）は衝撃吸収前の形状、（ｂ）は衝撃吸収途中の形状、（ｃ）は衝撃吸収後の形状を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施形態１）
まず、実施形態１について図１〜図５で説明する。
【００３３】
実施形態１の衝撃吸収部材は、いわゆるクラッシュカン１と呼ばれ、図１に示すように、取付フランジ２と変形本体部３とが一体成形されたアルミニウム合金鋳物で構成されている。
【００３４】
前記取付フランジ２は、上下方向長さがやや長く設定された略矩形形状で形成されており、また、各角部２１…が円弧状で形成されている。そして、この取付フランジ２は、その各角部２１…に、各角部２１…に対応して４つのボルト挿通穴２２…を形成して、フロントサイドフレームＦ（図２参照）の先端面にボルト（図示せず）を介して締結固定するように構成されている。そして、この取付フランジ２は、クラッシュカン１の中で最も厚肉に形成されており、衝撃吸収時に、できるだけ変形しないように構成されている。
【００３５】
前記変形本体部３は、前後方向（自動車設置時における車両前後方向。以下、前後方向とする。）に延びる略円筒形状に形成されて、取付フランジ２側である基端側（車両後方側）の内径Ｄ１（図３（ｂ）参照）を大径とし、反対側である先端側（車両前方側）の内径Ｄ２（図３（ｂ）参照）を小径とした、略テーパ形状に形成されている。このテーパ形状の傾斜角α（図２参照）は約５°〜１５°程度に設定されており、先端側から基端側へ徐々に直径が大きくなるように構成されている。また、この変形本体部３の前後方向長さＬ（図２参照）は、衝撃吸収時に確実に衝撃エネルギーを吸収できる長さに設定されており、取付フランジ２の幅方向長さＷ（図３（ａ）参照）よりもやや長い長さとされている。
【００３６】
この変形本体部３には、変形制御部４を設けている。変形制御部４は外周部が半径方向外側に凸状に隆起した厚肉部５…と、平坦な薄肉部６…を、前後方向に交互に位置させることで構成している。変形制御部４のうち厚肉部５…は、略テーパ形状の外周面３Ａに略環状に形成されており、前後方向に少し離間して４つ設けられている。また、変形制御部４のうち薄肉部６…は、各厚肉部５…の間、及び厚肉部５と取付フランジ２との間に略環状に形成されており、前後方向に離間して４つ設けられている。
【００３７】
この厚肉部５の肉厚ｔ５と薄肉部６の肉厚ｔ６（ｔ５、ｔ６は前後方向と直交する方向の厚み）は、図２に示すように、変形本体部３の内周面３Ｂが平坦なテーパ面で形成されているため、外周面３Ａの凹凸形状（断面波状）の差が、そのまま厚肉部５の肉厚ｔ５と薄肉部６の肉厚ｔ６の差となるように設定されている。
【００３８】
薄肉部６は、厚肉部５の肉厚ｔ５に比して肉厚ｔ６を薄く（ｔ６＜ｔ５）、且つ厚肉部の前後方向長さｓ５に比して前後方向長さｓ６を長く（ｓ６＞ｓ５）設定することで、衝撃吸収時には、容易に変形するように構成されている。一方、厚肉部５は、逆に肉厚ｔ５が厚く、且つ前後方向長さｓ５を短く設定することで、衝撃吸収時であっても、ほとんど変形しないように構成されている。
【００３９】
また、変形制御部４の薄肉部６と厚肉部５との間には、外表面が凹状に湾曲した傾斜繋ぎ部７を設けている。このように傾斜繋ぎ部７を設けて、厚肉部５と薄肉部６の間が滑らかに波状に連続するように構成することで、変形制御部４の外形ラインには尖った「角」が存在しないため、衝撃吸収時において応力集中が一部に生じることを防いでいる。これにより、変形制御部４において、円滑に座屈変形を生じさせることができる。
【００４０】
厚肉部５と薄肉部６の各部位の「単位荷重」は、変形本体部３を略テーパ形状に形成して、先端側の内径Ｄ２を小径として、基端側の内径Ｄ１を大径としたことで、基端側において荷重をより分散できるため、先端側よりも基端側の方を小さくすることができる。
【００４１】
変形本体部３の先端には、薄肉な部分で構成した拡張変形促進部９を設けている。この拡張変形促進部９の肉厚ｔ９は、変形制御部４の薄肉部６とほぼ同じ厚みで設定されており、先端側から衝突荷重が入力された場合には、径外方側に容易に拡張変形して、変形本体部３の中で、最も早く変形するように構成されている。
【００４２】
この拡張変形促進部９の先端には、さらに、変形本体部３の端部を封鎖する蓋面部８を設けている。この蓋面部８の肉厚ｔ８は、拡張変形促進部９の肉厚ｔ９よりやや厚めに設定されており、拡張変形促進部９よりは変形しにくい構成とされている。こうすることで、衝撃吸収時において、蓋面部８ができるだけ変形しないようにしている。
【００４３】
また、蓋面部８の中央位置には、略正方形位置に配置された４つのボルト挿通穴８１…を形成している。このボルト挿通穴８１…は、蓋面部８をバンパーレインフォースメントＲ（図２参照）の後面に、ボルト（図示せず）を介して締結固定するために設けている。
【００４４】
このように構成されるクラッシュカン１は、いわゆるアルミニウム合金鋳物で構成されるが、図４に示すダイカストマシンＭ１によって鋳造成形される。
【００４５】
実施形態１では、アルミニウム合金材料を、例えば「Ａｌ−Ｓｉ系合金」に設定して、この合金材料ｍを溶融した上で、ダイカストマシンＭ１を利用して、金型内に射出充填することで、クラッシュカン１を鋳造成形している。
【００４６】
具体的には、図４に示すように、固定型１０と可動型３０とスライド中子４０を型合わせすることで、クラッシュカン１形状のキャビティーＸを構成している。固定型１０側には、合金材料ｍを射出する射出スリーブ１１と、射出スリーブ１１から流出する合金材料ｍをキャビティーＸ内に導く湯路１２と、を設けている。なお、１３は固定主型で、１４は固定入れ子で、この２つによって固定型１０が構成される。また、１５はダイカストマシンＭ１の固定プラテンである。
【００４７】
一方、可動型３０にも、固定型１０に対応して、可動主型３３と可動入れ子３４とを備えている。そして可動入れ子３４には合金材料ｍをキャビティーＸ内に導く湯路３２を設けている。なお、３５はダイカストマシンＭ１の可動プラテンである。そして、この可動プラテン３５と固定プラテン１５の間には、４本（図４では４本中２本図示）のタイバー３６を設けている。
【００４８】
また、スライド中子４０は、可動型３０に設置されて、油圧シリンダー４１の作動によって進退するように構成されている。なお、図面上では上下方向に進退するように描かれているが、水平方向に側方から進退する場合もあり、進退方向は図に示す限りではない。
【００４９】
このダイカストマシンＭ１で、クラッシュカン１を鋳造成形する手順を簡単に説明する。まず、固定型１０と可動型３０とスライド中子４０を型合わせする。このとき、始めに、スライド中子４０を進出させて可動型３０とで型合わせをする。そして、次に可動型３０を前方に移動させて、固定型１０と型合わせをする。これにより、キャビティーＸを構成する。
【００５０】
次に、溶融した「Ａｌ−Ｓｉ系合金」の合金材料ｍを、射出スリーブ１１に注湯する。そして、キャビティーＸ内に湯路１２，３２を経由して合金材料ｍを充填する。キャビティーＸ内に充填された合金材料ｍは、充填後にキャビティーＸ内で凝固することで、クラッシュカン１に成形される。
【００５１】
その後、可動型３０を後方に移動させ、さらにスライド中子４０を退避させることで、固定型１０やスライド中子４０からクラッシュカン１から離型して、最後に図示しない押出ピンを使って可動型３０からも離型することで、クラッシュカン１が完成される。
【００５２】
次に、クラッシュカン１の衝撃吸収時の変形挙動について、図５を利用して説明する。図５の（ａ）が衝撃吸収前の形状、（ｂ）が衝撃吸収途中の形状、（ｃ）が衝撃吸収後の形状を、それぞれ示したクラッシュカン１の斜視図である。
【００５３】
自動車が衝突すると、バンパーレインフォースメントＲ（図２参照）から衝突荷重がクラッシュカン１に入力される。そうすると、初めに、図５の（ｂ）に示すように、バンパーレインフォースメントＲ（図２参照）に締結固定されている蓋面部８が後退して、それと共に拡張変形促進部９が大きく径外方側に拡張変形する。
【００５４】
そして、その拡張変形促進部９は、途中で径内方側に大きく折れ曲がる。これは、その基端側に存在する厚肉部５の剛性が高く、変形しにくいため、この厚肉部５の影響を受けて、変形しやすい拡張変形促進部９がさらに変形するからである。
【００５５】
そして、この基端側の厚肉部５に続く基端側の薄肉部６には、そのまま径内方側に折り畳まれる折り畳み変形が生じる。これも、さらにその基端側に別の厚肉部５が存在することで、その先端側の薄肉部６に変形が集中するからである。
【００５６】
さらに、これに連なる基端側の薄肉部６でも、径内方側に折り畳まれる折り畳み変形が生じる。これも、その基端側に別の厚肉部５が存在するためである。
【００５７】
もっとも、この衝撃吸収途中では、図５の（ｂ）に示すように、基端側の薄肉部６（６ａ）に、変形が生じていない。これは、先端側よりも基端側の方に衝突荷重が伝達されにくいという理由もあるが、最も大きい理由は、基端側の薄肉部６（６ａ）の内径が、先端側の薄肉部６の内径よりも大きいため、伝達荷重が分散されて、基端側の薄肉部６（６ａ）の「単位荷重」が先端側の薄肉部６の「単位荷重」よりも小さくなって、基端側の薄肉部６（６ａ）が変形しにくくなっているためである。こうしたことから、先端側の薄肉部６の方が基端側の薄肉部６（６ａ）よりも早く変形するという現象が生じる。
【００５８】
その後、衝撃吸収が進むと、図５の（ｃ）に示すように、基端側の薄肉部６（６ａ）まで折り畳み変形が生じて、前後方向に延びていた変形本体部３が、全て座屈変形することになる。このように、変形本体部３が略蛇腹状に座屈変形することで、クラッシュカン１は、自動車衝突時の衝撃エネルギーを確実に吸収することができる。
【００５９】
なお、具体的には図示しないが、衝突荷重がクラッシュカン１のやや斜め前方から入力される場合においても、本実施形態のクラッシュカン１のように変形本体部３が略テーパ形状になっている方が有利である。
【００６０】
例えば、仮に、変形本体部３の内径が全て同径の円筒形状となっており、薄肉部６と厚肉部５を複数設けていた場合には、荷重入力点から最も遠い基端側の薄肉部６（６ａ）に対して、いわゆるモーメント作用によって応力集中が生じて、変形本体部３の基端側で折れ曲がり変形が生じるおそれがある。しかし、変形本体部３の内径が略テーパ形状であれば、衝突荷重がやや斜め前方から入力されたとしても、変形本体部３が突っ張り、モーメント作用が生じにくいため、応力集中のおそれがなく、確実に座屈変形が生じるからである。
【００６１】
よって、本実施形態のクラッシュカン１によると、衝突荷重の入力方向の適応範囲も広がり、安定した衝撃吸収を行なわせることができるという効果も奏する。
【００６２】
以上のように、本実施形態のクラッシュカン１では、変形本体部３が、先端側の内径Ｄ２が小径で、基端側の内径Ｄ１が大径となった略テーパ形状に成形されているため、基端側の方が先端側よりも「単位荷重」が小さくなり、薄肉部６においても、基端側の薄肉部６（６ａ）が先端側の薄肉部６よりも「単位荷重」が小さくなる。
【００６３】
このため、変形本体部３に、衝突荷重が入力された場合には、必ず先端側の薄肉部６から折り畳み変形が開始されるため、先端側の薄肉部６から順々に変形して、変形制御部４が蛇腹状に座屈変形する所望の変形挙動を得ることができる。
【００６４】
よって、本実施形態によると、アルミニウム合金鋳物で構成されるクラッシュカン１において、変形制御部４に薄肉部６と厚肉部５を前後方向に交互に複数設けつつも、衝撃吸収時には、確実に先端側から順々に変形して、確実に所望の変形挙動を得ることができる。
【００６５】
また、本実施形態では、変形本体部３の先端側に薄肉となった拡張変形促進部９を設けている。
【００６６】
これにより、衝撃吸収時の初期には、変形本体部３の先端側が早期かつ確実に径外方側に拡張変形する。このため、衝撃吸収時の初期における基端側への急激なエネルギー伝達を抑えることができ、エネルギー伝達のピークを抑えることができる。
【００６７】
また、拡張変形促進部９は、一定の形状で変形するため、それに続く変形制御部４にも安定した変形を生じさせることができ、安定した座屈変形を生じさせることができる。すなわち、変形制御部４が変形を開始する前に、一旦、径外方側に拡張するような変形が生じることで、この変形を「きっかけ」として、その後の変形制御部４における変形も径内方側へ折り畳まれる折り畳み変形となるため、安定した変形を生じさせることができるのである。
【００６８】
よって、クラッシュカン１に、より安定した変形挙動を生じさせることができ、衝撃吸収を確実に行わせることができる。
【００６９】
また、本実施形態では、変形本体部３の先端側の端部に、この端部を封鎖する蓋面部８を設けている。
【００７０】
これにより、クラッシュカン１の変形本体部３の変形挙動がより安定する。すなわち、変形本体部３の先端側端部が開放していないため、先端側端部に口開き変形等の不安定な変形が発生することがなく、変形本体部３の変形挙動を、より安定させることができるのである。
【００７１】
よって、より確実に、クラッシュカン１の変形本体部３に、所望の変形挙動を生じさせることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、変形制御部４の厚肉部５と薄肉部６が、変形本体部３の平坦な内周面３Ｂと、前後方向に並んだ複数の環状の凸部（厚肉部５）を有する断面波状の外周面３Ａと、によって形成されている（図２参照）。
【００７３】
これにより、クラッシュカン１の変形本体部３には、厚肉部５と薄肉部６がはっきりと区分けされて形成される。このため、クラッシュカン１の衝撃吸収時には、薄肉部６が確実に径内方側に折り畳まれるように変形して、厚肉部５が「節」のようにほとんど変形せずに、径方向位置を維持して基端側に後退することになる。
【００７４】
よって、クラッシュカン１の衝撃吸収時における変形挙動が、理想的な蛇腹状の座屈変形となり、変形本体部３に所望のエネルギー吸収をさせることができる。
【００７５】
なお、この実施形態１では、薄肉部６及び厚肉部５が各々一定の厚みを有し、その外径が平坦な内周面３Ｂと同様に、基端側から先端側に向けて略テーパ状に小径となるように構成している。
【００７６】
また、拡張変形促進部９の肉厚ｔ９も一定で、その内径及び外径が基端側から先端側に向けて、徐々にテーパ状に小径になるように構成している。もっとも、その外径は一定としつつ、内径のみを徐々に小径になるように形成しても良い。
【００７７】
また、この実施形態１のように、薄肉部６の長さｓ６を厚肉部５の長さｓ５よりも長くした方が好ましいが、場合によっては、同じ長さにしても良い。
【００７８】
（実施形態２）
次に、実施形態２について図６〜図１０で説明する。なお、実施形態１と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７９】
本実施形態のクラッシュカン１０１も、取付フランジ２と変形本体部１０３とが一体成形されたアルミニウム合金鋳物で構成している。
【００８０】
本実施形態のクラッシュカン１０１は、図７の（ａ）に示すように、変形本体部１０３が、実施形態１と異なり、外周面１０３Ａが基端側から先端側に向かって段差状に小径となる段テーパ外面で構成され、内周面１０３Ｂが基端側から先端側に向かって段差状に小径となる段テーパ内面で構成されている。そして、この外周面１０３Ａと内周面１０３Ｂの段差の位置を前後方向にずらすことで、変形制御部１０４の厚肉部１０５と薄肉部１０６が構成されている。
【００８１】
具体的には、図７の（ｂ）に示すように、外周面１０３Ａの段角部ｐ１と内周面１０３Ｂの段角部ｐ２との間（クロスハッチング領域）が厚肉部１０５として構成されて、外周面１０３Ａの標準面ｆ１と内周面１０３Ｂの標準面ｆ２との間（点ハッチング領域）が薄肉部１０６として構成される。そして、この図に示すように、この実施形態２でも、薄肉部１０６の前後方向長さを厚肉部１０５の前後方向長さよりも長く設定している。これにより、変形しやすくしている。もっとも、この実施形態２でも、前後方向長さを、薄肉部１０６と厚肉部１０５とでほぼ同じ程度に設定してもよい。
【００８２】
このように、外周面１０３Ａの段の位置と、内周面１０３Ｂの段の位置が、前後方向にズレて、厚肉部１０５と薄肉部１０６が構成されることで、後述するように、ダイカストマシンＭ２においてスライド中子４０を使用することなく、クラッシュカン１０１を鋳造成形することができる。
【００８３】
このため、本実施形態は、実施形態１のよりもさらに生産コストを低減してクラッシュカン１０１を製造することができる。
【００８４】
また、外周面１０３Ａの段傾斜面ｅ１と内周面１０３Ｂの標準面ｆ２の部分（縦線ハッチング領域）と、内周面１０３Ａの段傾斜面ｅ２と外周面の標準面ｆ１の部分（横線ハッチング領域）とは、それぞれ傾斜繋ぎ部１０７，１０７として構成される。このように傾斜繋ぎ部１０７，１０７を設けることで、厚肉部１０５と薄肉部１０６の間の肉厚が急激に変化しないようにしている。
【００８５】
なお、本実施形態でも、変形本体部１０３の先端側には、薄肉の拡張変形促進部９を設けている。この拡張変形促進部９も、実施形態１と同様に、衝突荷重が入力された際には、早期に径外方側に拡張変形して、衝撃エネルギー伝達のピークを抑えることができる。
【００８６】
また、実施形態１と同様に、一定の形状で変形するため、これに続く変形制御部１０４でも安定した変形挙動を生じさせることができる。
【００８７】
次に、本実施形態のクラッシュカン１０１を、鋳型成形するダイカストマシンＭ２について、図９に基づいて、説明する。
【００８８】
このダイカストマシンＭ２は、実施形態１のダイカストマシンＭ１と異なり、スライド中子４０を設けずに、固定型１１０と可動型１３０だけで、クラッシュカン１０１形状のキャビティーＹを構成するシンプルな構造とされている。
【００８９】
具体的には、固定型１１０は、固定主型１１３と固定入れ子１１４とで構成され、可動型１３０は、可動主型１３３と可動入れ子１３４とで構成されている。そして、固定型１１０側には、合金材料ｍを射出する射出スリーブ１１１と、キャビティーＹ内に合金材料ｍを導く湯路１１２とを備え、可動型１３０側には、キャビティーＹ内に合金材料ｍを導く湯路１３２を設けている。なお、１１５はダイカストマシンＭ２の固定プラテン、１３５は可動プラテンである。
【００９０】
実施形態２のダイカストマシンＭ２では、固定型１１０と可動型１３０を型合わせをして構成されるキャビティーＹの形状が、可動型１３０の移動方向に変形本体部（１０３）が延びるように設定される。
【００９１】
なお、クラッシュカン１０１の鋳造成形の手順については、スライド中子４０を退避させる工程がないだけで、実施形態１とほぼ同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００９２】
次に、このクラッシュカン１０１の衝撃吸収時の変形挙動について、図１０を利用して説明する。図１０の（ａ）が衝撃吸収前の形状、（ｂ）が衝撃吸収途中の形状、（ｃ）が衝撃吸収後の形状を、それぞれ示したクラッシュカン１０１の斜視図である。
【００９３】
自動車が衝突してバンパーレインフォースメントＲ（図２参照）から衝突荷重がクラッシュカン１０１に入力されると、本実施形態のクラッシュカン１０１でも、図１０の（ｂ）に示すように、拡張変形促進部９が大きく径外方側に拡張変形する。そして、この拡張変形促進部９でも、途中で径内方側に折れ曲がり変形が生じる。これも実施形態１と同様に基端側に厚肉部１０５が存在するからである。
【００９４】
ただし、本実施形態では、この厚肉部１０５以降の変形挙動が実施形態１と異なる。これは、基端側の薄肉部１０６の外径が、基端側の厚肉部１０５の外径と同じで、それぞれの内径が、基端側の薄肉部１０６の方が、基端側の厚肉部１０５よりも大きいため、厚肉部１０５の先端側１０５αが径内方側に狭まる方向に変形して、厚肉部１０５の基端側１０５βが径外方側に拡がる方向に変形する、いわゆる倒れ込み変形が生じるのである。
【００９５】
このため、その基端側にある薄肉部１０６でも、薄肉部１０６の先端側１０６αが径外方側に拡がる方向に変形をして、薄肉部１０６の基端側１０６βが径内方側に狭まる方向に変形をして、厚肉部１０５とは逆側への倒れ込み変形が生じることになる。
【００９６】
もっとも、本実施形態でも、この衝撃吸収途中では、図１０の（ｂ）に示すように、基端側の薄肉部１０６（１０６ａ）等に、変形は生じていない。これも、実施形態１と同様に、基端側の薄肉部１０６（１０６ａ）の内径が先端側の薄肉部１０６の内径よりも大きいため、荷重が分散されて基端側の「単位荷重」が、先端側の「単位荷重」よりも小さくなって、基端側の薄肉部１０６（１０６ａ）が変形しにくいという理由があるからである。
【００９７】
その後、衝撃吸収が進むと、図１０の（ｃ）に示すように、基端側の薄肉部１０６や厚肉部１０５まで変形が生じて、前後方向に延びていた変形本体部１０３が全て変形することになる。本実施形態の具体的な変形挙動は、実施形態１と異なるが、薄肉部１０６と厚肉部１０５が交互に逆方向に倒れ込み変形することで、いわゆる座屈変形をすることになる。
【００９８】
このため、本実施形態２のクラッシュカン１０１でも、自動車衝突時の衝撃エネルギーを確実に吸収することができる。
【００９９】
なお、本実施形態２でも、図示しないが、斜め前方から入力される衝突荷重に対しては、確実に衝撃を吸収できる。それは、変形本体部１０３が略テーパ形状になっている点については、実施形態１のクラッシュカン１と同様であるからである。
【０１００】
以上のように、本実施形態のクラッシュカン１０１でも、変形本体部１０３を、先端側の内径Ｄ１０２（図８（ｂ）参照）が小径で、基端側の内径Ｄ１０１（図８（ｂ）参照）が大径となった略テーパ形状に成形しているため、伝達荷重が分散されて、基端側の方が先端側よりも「単位荷重」が小さくなって、薄肉部１０６においても基端側の方が先端側よりも「単位荷重」が小さくなる。
【０１０１】
このため、変形本体部１０３では、衝突荷重が入力された場合には、必ず先端側の薄肉部１０６から変形が開始されるため、先端側の薄肉部１０６から順々に変形して、変形制御部１０４が座屈変形する所望の変形挙動を得ることができる。
【０１０２】
よって、本実施形態によっても、アルミニウム合金鋳物で構成されるクラッシュカン１０１において、変形制御部１０４に薄肉部１０６と厚肉部１０５を前後方向に交互に複数設けつつも、衝撃吸収時には、確実に先端側から順々に変形して、確実に所望の変形挙動を得ることができる。
【０１０３】
また、本実施形態でも、拡張変形促進部９を設けているため、衝撃吸収時の初期には、変形本体部１０３の先端側が容易に径外方側に拡張変形する。このため、基端側への急激なエネルギー伝達を抑えることができ、エネルギー伝達のピークを抑えることができる。
【０１０４】
また、拡張変形促進部９は、一定の形状で変形するため、それに続く変形制御部１０４にも安定した変形を生じさせることができる。
【０１０５】
よって、本実施形態でも、安定した変形挙動を生じさせることができ、衝撃吸収を確実に行わせることができる。
【０１０６】
また、本実施形態も、変形本体部１０３の先端側端部に、蓋面部８を設けている。このため、変形本体部１０３の先端側端部で、口開き変形等の不安定な変形が発生することを抑えることができ、より安定した変形挙動を生じさせることができる。
【０１０７】
また、本実施形態では、変形制御部１０４の厚肉部１０５と薄肉部１０６が、段状の段テーパ内周面１０３Ｂと段状の段テーパ外周面１０３Ａとが、前後方向にズレることで形成されている。
【０１０８】
このため、クラッシュカン１を、スライド中子４０を用いることなく固定型１１０と移動型１３０のシンプルなもので成形することができる。
【０１０９】
よって、生産コストをさらに低減してクラッシュカン１０１を製造することができつつも、確実に所望の変形挙動で変形するクラッシュカン１０１を得ることができる。
【０１１０】
以上、二つの実施形態を説明してきたが、本発明は、その目的の範囲を逸脱しない限りにおいて、適宜、変更をしてもよい。
【０１１１】
例えば、クラッシュカン１は、フロントサイドフレームＦに固定されるものだけでなく、リアサイドフレーム、サスペンションクロスメンバー、エンジンサポートメンバー、シュラウドメンバー等に取り付けられるものであってもよい。
【０１１２】
また、厚肉部５，１０５と薄肉部６，１０６の数については、複数であれば、実施形態１や実施形態２のように４つや３つに限定されるものではなく、２つ又は５つ以上であっても良い。さらに、厚肉部５，１０５と薄肉部６，１０６の形状（形態）においても、実施形態の形状に限定されるものではなく、例えば、変形本体部３，１０３の内周面を凹凸形状に構成して、外周面を平坦にして構成してもよい。また、変形本体部３，１０３の内周面と外周面を共に凹凸形状にして、薄肉部６，１０６と厚肉部５，１０５を構成してもよい。
【０１１３】
加えて、薄肉部６，１０６については、より変形し易いように、薄肉部６，１０６にスリットや開口等を形成して、剛性を低くしてもよい。
【０１１４】
また、アルミニウム合金の合金材料ｍについても、実施形態の材料に限定されるものではなく、ダイカスト成形が可能であり、座屈変形しうる合金材料であれば、どのような材料であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
以上説明したように、本発明にかかる衝撃吸収部材は、自動車前端のバンパーレインフォースメントとフロントサイドフレーム等の車体骨格部材の間、又は、自動車後端のバンパーレインフォースメントとリアサイドフレーム等の車体骨格部材の間に設置される、クラッシュカン等に適用できる。
【符号の説明】
【０１１６】
１，１０１    クラッシュカン（衝撃吸収部材）
２              取付フランジ
３，１０３      変形本体部
３Ａ，１０３Ａ  外周面
３Ｂ，１０３Ｂ  内周面
４，１０４      変形制御部
５，１０５      厚肉部
６，１０６      薄肉部
８              蓋面部
９              拡張変形促進部
Ｍ１、Ｍ２      ダイカストマシン
ｍ              合金材料
Ｆ              フロントサイドフレーム
Ｒ              バンパーレインフォースメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013117291.tif 000009
【図８】
2013117291.tif 000010
【図９】
2013117291.tif 000011
【図１０】
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